CN207184646U - 一种基于近红外led补光灯的手掌识别装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于近红外LED补光灯的手掌识别装置，包括：近红外LED补光灯、脉冲电源、第一控制模块和支持全局曝光的图像采集模块；所述脉冲电源，用于为所述近红外LED补光灯提供脉冲电流；所述近红外LED补光灯，用于发出预设强度的第一入射光到手掌上；所述第一控制模块与所述近红外LED补光灯和所述图像采集模块均通信连接，用于控制所述图像采集模块曝光与所述近红外LED补光灯被脉冲电流点亮同时进行；所述图像采集模块，用于接收经手掌反射后的反射光并转化成手掌图像。解决了现有手掌识别装置获取到的手掌图像过曝、亮度不均匀或眩光导致手掌图像识别困难甚至无法识别的技术问题。

Description

一种基于近红外LED补光灯的手掌识别装置

技术领域

本实用新型涉及安全认证技术领域，尤其涉及一种基于近红外LED补光灯的手掌识别装置。

背景技术

在安全认证技术领域中，基于非接触和易于使用的优点，手掌识别的应用越来越广泛。通常情况下，手掌识别是使用近红外LED灯进行补光，并通过图像传感器(CMOSSensor)获取手掌的图像，然后传输至后端的处理器中进行处理及进行识别比对。

在传统的手掌图像识别装置中，近红外LED灯通常为连续工作，为了减少光衰效应以及避免近红外LED灯发热，所以近红外LED灯的输出功率有限。虽然一些机型通过增加人体感应装置，使得近红外LED灯可以间歇工作或以稍低的亮度低功耗工作，但由于CMOSSensor采用Rolling Shutter滚动曝光原理进行取像，近红外LED灯的最短工作时间通常也超过10毫秒或以上，所以依然无法使得近红外LED灯发出更强的红外光。

在户外使用手掌图像识别装置时，太阳光的强光干扰导致获取到的手掌图像产生过曝、亮度不均匀和眩光等问题，使得手掌图像识别困难甚至无法识别。

实用新型内容

本实用新型提供了一种基于近红外LED补光灯的手掌识别装置，解决了现有手掌识别装置获取到的手掌图像过曝、亮度不均匀或眩光导致手掌图像识别困难甚至无法识别的技术问题。

本实用新型提供了一种基于近红外LED补光灯的手掌识别装置，包括：近红外LED补光灯、脉冲电源、第一控制模块和支持全局曝光的图像采集模块；

所述脉冲电源，用于为所述近红外LED补光灯提供脉冲电流；

所述近红外LED补光灯，用于发出预设强度的第一入射光到手掌上；

所述第一控制模块与所述近红外LED补光灯和所述图像采集模块均通信连接，用于控制所述图像采集模块曝光与所述近红外LED补光灯被脉冲电流点亮同时进行；

所述图像采集模块，用于接收经手掌反射后的反射光并转化成手掌图像。

优选地，

所述基于近红外LED补光灯的手掌识别装置，还包括：设置在手掌与所述图像采集模块之间的滤光片，用于对经手掌反射后的反射光进行过滤，使得预设波长的反射光通过。

优选地，

所述基于近红外LED补光灯的手掌识别装置，还包括：与所述近红外LED补光灯连接的第二控制模块，用于统计所述近红外LED补光灯在单位脉冲周期内的点亮时间，若所述点亮时间超过第一预设时间，则关闭所述近红外LED补光灯直至下次脉冲周期开始。

优选地，

所述近红外LED补光灯为至少一个，且呈阵列排布。

优选地，

所述基于近红外LED补光灯的手掌识别装置，还包括显示装置和与所述图像采集模块通信连接的处理器；

所述处理器，用于将所述图像采集模块输出的手掌图像进行预处理，然后将预处理后的手掌图像与所有预置图像进行一一比对；

所述显示装置与所述处理器通信连接，用于显示所述处理器的比对结果。

优选地，

所述滤光片为宽窄滤光片。

从以上技术方案可以看出，本实用新型具有以下优点：

通过脉冲电流控制近红外LED补光灯发出预设强度的第一入射光到手掌上，然后控制图像采集模块曝光与近红外LED补光灯被脉冲电流点亮同时进行，因为图像采集模块支持全局曝光，所以可以使得图像采集模块在近红外LED补光灯被脉冲电流点亮的一瞬间接收经手掌反射后的反射光并转化成手掌图像，所以相比于现在滚动曝光的手掌图像识别装置，本实用新型中的手掌识别装置允许近红外LED补光灯工作很短时间，从而在保证近红外LED补光灯平均功率很低的情况下，可以使近红外LED补光灯在短时间内发出强度大于为环境光强度的红外光，使得即使在较强的环境光下，也能采集到理想的手掌图像，更利于手掌图像的识别，解决了现有手掌识别装置获取到的手掌图像过曝、亮度不均匀或眩光导致手掌图像识别困难甚至无法识别的技术问题，有效地提升手掌识别装置的抗强光干扰能力。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种基于近红外LED补光灯的手掌识别装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种基于近红外LED补光灯的手掌识别装置的应用示意图。

具体实施方式

本实用新型实施例提供了一种基于近红外LED补光灯2的手掌识别装置，通过脉冲电流控制近红外LED补光灯2发出预设强度的第一入射光到手掌上，然后控制图像采集模块3曝光与近红外LED补光灯2被脉冲电流点亮同时进行，因为图像采集模块3支持全局曝光，所以可以使得图像采集模块3在近红外LED补光灯2被脉冲电流点亮的一瞬间接收经手掌反射后的反射光并转化成手掌图像，所以相比于现在滚动曝光的手掌图像识别装置，本实用新型中的手掌识别装置允许近红外LED补光灯2工作很短时间，从而在保证近红外LED补光灯2平均功率很低的情况下，可以使近红外LED补光灯2在短时间内发出强度大于为环境光强度的红外光，使得即使在较强的环境光下，也能采集到理想的手掌图像，更利于手掌图像的识别，解决了现有手掌识别装置获取到的手掌图像过曝、亮度不均匀或眩光导致手掌图像识别困难甚至无法识别的技术问题。

为使得本实用新型的实用新型目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而非全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1，本实用新型实施例提供的一种基于近红外LED补光灯2的手掌识别装置的结构示意图；

请参阅图2，本实用新型实施例提供的一种基于近红外LED补光灯2的手掌识别装置的应用示意图；

本实用新型实施例提供的一种基于近红外LED补光灯2的手掌识别装置，包括：近红外LED补光灯2、脉冲电源1、第一控制模块4和支持全局曝光的图像采集模块3。

在本实施例中，手掌识别装置是采用红外LED光进行补光的，相对于采用红外激光补光，发散度更好。若采用红外激光补光，因为红外激光的发散度极小，大约只有0.001弧度，接近平行，所以需要平凹透镜对激光进行发散补光。所以本实用新型采用红外LED补光灯的光进行补光较采用红外激光进行补光，效果更好，提高性价比。

近红外LED补光灯2可以选择具有多个工作波长的近红外LED灯，例如工作波长可以为810nm、850nm、940nm，带宽不大于50nm，半功率角不大于60度。

近红外LED补光灯2，用于发出预设强度的第一入射光到手掌上。

预设强度是由脉冲电流的大小决定的，为了达到更好的手掌图像识别效果，第一入射光的强度一般需要达到环境光强度的至少2倍或以上，所以可以对应选用合适的脉冲电流。

近红外LED补光灯2的脉冲照明时间一般不大于100us。

脉冲电源1，用于为近红外LED补光灯2提供脉冲电流。

第一控制模块4可以是控制电路，也可以是编写有程序的芯片。

第一控制模块4与近红外LED补光灯2和图像采集模块3均通信连接，用于控制图像采集模块3曝光与近红外LED补光灯2被脉冲电流点亮同时进行。

控制图像采集模块3曝光与近红外LED补光灯2被脉冲电流点亮同时进行有两种方法，第一种方法是只控制图像采集模块3的曝光时间，不调整近红外LED补光灯2的通断，第二种方法是设定好图像采集模块3的曝光时间，通过控制近红外LED补光灯2的通断。

图像采集模块3具体包括图像采集电路、光学镜头9和支持全局曝光的图像采集器8。

图像采集模块3，用于接收经手掌反射后的反射光并转化成手掌图像。

可以理解的是，图像采集模块3经过光电转换、模数转换，可以将发射光转化为手掌图像。

进一步地，近红外LED补光灯2为至少一个，且呈阵列排布。

阵列排布可以达到更好的补光效果，提升瞬时光照强度。

为了保证较好的补光效果，一般呈阵列排布的近红外LED补光灯2的数量不少于50个。

另外，在本实用新型的另一个实施例中，基于近红外LED补光灯2的手掌识别装置，还可以包括：设置在手掌与图像采集模块3之间的滤光片6，用于对经手掌反射后的反射光进行过滤，使得预设波长的反射光通过。

滤光片6可以使得仅有与第一入射光工作波长相同的环境光进入图像采集模块3成像，大大减少了环境光的干扰。

进一步地，滤光片6为宽窄滤光片。

与第一入射光的工作波长对应，宽窄滤光片的中心滤长可以为810nm、850nm、940nm，带宽不大于50nm，透过率不小于50％；其中，选择中心滤长为940nm的宽窄滤光片较佳。

另外，在本实用新型的另一个实施例中，基于近红外LED补光灯2的手掌识别装置，还可以包括：与近红外LED补光灯2连接的第二控制模块5，用于统计近红外LED补光灯2在单位脉冲周期内的点亮时间，若点亮时间超过第一预设时间，则关闭近红外LED补光灯2直至下次脉冲周期开始。

第二控制模块5可以是控制电路，也可以是编写有程序的芯片。

如果近红外LED补光灯2长时间以大功率工作，会造成因过流或过热损坏，所以第二控制模块5可以有效地保护近红外LED补光灯2。因为本实用新型中的近红外LED补光灯2工作在脉冲电流下，所以近红外LED补光灯2在脉冲周期内的工作功率一般较大，因此第二控制模块5对本实用新型中的手掌识别装置至关重要，可以较好地保证手掌识别装置正常工作，增加手掌识别装置的寿命。

考虑到近红外LED补光灯大功率工作时的散热问题，第一预设时间可以手掌识别装置工作环境进行设定，例如，手掌识别装置工作环境温度比较高，第一预设时间可以设置地短一点；若手掌识别装置工作在冬天室外，由于环境温度低，散热较好，所以第一预设时间可以设置地长一些。

为了尽量减少环境光亮度对图像采集模块3的影响，以及尽可能的延长红外LED补光灯2的寿命，红外LED补光灯2的亮度会根据环境亮度的变化而改变。当环境光亮度较强时，将调高红外LED补光灯2照明的功率，避免受环境光对图像的影响；当环境光亮度较低时，将调低红外LED补光灯2照明的功率，提高红外LED补光灯2的寿命。

另外，在本实用新型的另一个实施例中，基于近红外LED补光灯2的手掌识别装置，还可以包括：显示装置和与图像采集模块3通信连接的处理器7。

处理器7，用于将图像采集模块3输出的手掌图像进行预处理，然后将预处理后的手掌图像与所有预置图像进行一一比对。

显示装置和图像采集模块3可以通过有线进行通信连接，也可以通过无线进行通信连接。

若显示装置和图像采集模块3通过有线进行通信连接，为了接收图像采集模块3转化的手掌图像，会选择有DVP、CSI和MIPI等多个图像接口的处理器7，处理器7的接口还有很多，此处不一一列举。

显示装置与处理器7通信连接，用于显示处理器7的比对结果。

比对结果可以是与手掌图像最相似的预置图像以及相似指数。

上面是对一种基于近红外LED补光灯2的手掌识别装置的结构和连接方式进行的详细说明，为便于理解，下面将以一具体应用场景对一种基于近红外LED补光灯2的手掌识别装置的应用进行说明，应用例包括：

将手掌靠近图像采集模块3，使得手掌距离图像采集模块3的距离在15cm之内。然后控制近红外LED补光灯2被脉冲电流点亮并发出第一入射光到手掌上，而在点亮的同时控制图像采集模块3进行曝光，图像采集模块3会采集到先经手掌反射后经滤光片6过滤的反射光，最后将反射光并转化成手掌图像，输出到处理器7进行识别，并在显示装置中显示识别结果。

以上，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种基于近红外LED补光灯的手掌识别装置，其特征在于，包括：近红外LED补光灯、脉冲电源、第一控制模块和支持全局曝光的图像采集模块；

所述脉冲电源，用于为所述近红外LED补光灯提供脉冲电流；

所述近红外LED补光灯，用于发出预设强度的第一入射光到手掌上；

所述第一控制模块与所述近红外LED补光灯和所述图像采集模块均通信连接，用于控制所述图像采集模块曝光与所述近红外LED补光灯被脉冲电流点亮同时进行；

所述图像采集模块，用于接收经手掌反射后的反射光并转化成手掌图像。

2.根据权利要求1所述的基于近红外LED补光灯的手掌识别装置，其特征在于，还包括：设置在手掌与所述图像采集模块之间的滤光片，用于对经手掌反射后的反射光进行过滤，使得预设波长的反射光通过。

3.根据权利要求1所述的基于近红外LED补光灯的手掌识别装置，其特征在于，还包括：与所述近红外LED补光灯连接的第二控制模块，用于统计所述近红外LED补光灯在单位脉冲周期内的点亮时间，若所述点亮时间超过第一预设时间，则关闭所述近红外LED补光灯直至下次脉冲周期开始。

4.根据权利要求1所述的基于近红外LED补光灯的手掌识别装置，其特征在于，所述近红外LED补光灯为至少一个，且呈阵列排布。

5.根据权利要求1所述的基于近红外LED补光灯的手掌识别装置，其特征在于，还包括显示装置和与所述图像采集模块通信连接的处理器；

所述处理器，用于将所述图像采集模块输出的手掌图像进行预处理，然后将预处理后的手掌图像与所有预置图像进行一一比对；

所述显示装置与所述处理器通信连接，用于显示所述处理器的比对结果。

6.根据权利要求2所述的基于近红外LED补光灯的手掌识别装置，其特征在于，所述滤光片为宽窄滤光片。